Forschung für den Mittelstand - Die IGF-Projektdatenbank

Herstellung höchstfester, duktiler Bauteile aus einem niedrig legierten Vergütungsstahl mittels neuartiger Quenching&Partitioning-Presshärtestrategien

Mit Hilfe der „Quenching-and Partitioning“ Q&P-Wärmebehandungsstrategie werden niedriglegierte Vergütungsstähle so optimiert, dass außergewöhnliche Eigenschaftskombinationen eingestellt werden. Bei den Q&P-Stählen kann grundsätzlich auf kostenintensive Legierungselemente verzichtet werden, lediglich Kohlenstoff und ein ausreichender Gehalt an Silizium sind Voraussetzung für die gewünschten Werkstoffeigenschaften. Der Herstellungsprozess beginnt mit dem Austenitisieren, gefolgt von einem Abschrecken auf eine Temperatur zwischen der Martensit-Starttemperatur und der Martensit-Finishtemperatur. Die anschließende Wärmebehandlung beinhaltet die diffusionskontrollierte Umverteilung des Kohlenstoffs von übersättigtem Martensit hin zum Restaustenit. Die damit maßgeschneidert erzeugbaren Gefüge, bestehend aus hartem Martensit sowie duktilem, stabilisierten Restaustenit sind die Grundlage für die vorteilhafte Eigenschaftskombination von extremer Festigkeit (Rm≥2000MPa) und hoher Duktilität (A≥10%). Diese bietet enormes Potenzial für die wirtschaftliche Herstellung komplexer Umformteile aus ultrahochfesten Stählen. Das übergeordnete Ziel der geplanten Untersuchungen ist die Integration der Q&P-Wärmebehandlung in industriell umsetzbaren Presshärteprozessrouten zur umformenden Herstellung komplexer Bauteile aus ultrahochfesten niedriglegierten Stählen. Das neuartige Q&P-Wärmebehandlungskonzept greift auf die bereits für Großserien etablierten Prozessrouten zum Presshärten von Mangan-Bor-Vergütungsstählen zurück und adaptiert diese für Q&P-Stähle. Gelingt es, Q&P-Stähle und die entsprechenden Wärmebehandlungsrouten auf den Prozessketten beim Presshärten aufzubauen, so wäre dies ein immenser Mehrwert für KMU im Bereich der Zulieferindustrie des Automobilbaus, der Anlagentechnik und des Werkzeugbaus. Folglich kann mit der vorhandener Anlagentechnik eine neuartige Bauteilklasse (ultrahochfest, duktil, komplexe Geometrien) kostengünstig hergestellt und neue Märkte erschlossen werden